Desenvolvimento, caracterização e avaliação de microcápsulas simbióticas utilizando a mucilagem de Cordia africana

Abstract

Probióticos são microrganismos que podem ser aplicados em alimentos funcionais e nutracêuticos para melhorar o funcionamento gastrointestinal e promover o bem-estar do organismo. No entanto, sua administração oral apresenta obstáculos, principalmente quanto à manutenção da viabilidade das cepas durante armazenamento e passagem pelo trato gastrointestinal. Diante disso, a encapsulação destaca-se como estratégia promissora no campo alimentício, pois protege e permite a entrega controlada de compostos bioativos, incluindo probióticos, assegurando sua atividade. Polímeros biocompatíveis vêm sendo estudados para formação de microcápsulas, considerando propriedades como gelificação, viscosidade e resistência gastrointestinal. Entre eles, destaca-se a mucilagem (hidrocoloide) de Cordia africana (MUC), rica em polissacarídeos e compostos fenólicos. Esses polímeros resistem à digestão gástrica, permitindo fermentação seletiva por microrganismos benéficos no cólon, o que confere à MUC potencial prebiótico. Além disso, apresenta propriedades estabilizantes, sendo uma matriz promissora para liberação controlada de probióticos. Este estudo teve como objetivo desenvolver microcápsulas utilizando a mucilagem de Cordia africana associada ao alginato, pelo método de extrusão com gelificação iônica e revestimento com quitosana, e avaliar sua eficácia na proteção e liberação das bactérias probióticas Lacticaseibacillus rhamnosus e Bifidobacterium adolescentis durante o armazenamento e a digestão gastrointestinal simulada in vitro. Investigou-se o efeito da adição da MUC na morfologia, propriedades químicas e térmicas, bem como na eficiência de encapsulamento, viabilidade celular e capacidade de proteção sob condições simuladas de armazenamento e digestão, por meio do método INFOGEST. As microcápsulas contendo MUC apresentaram tamanho médio padrão (~671,00 - 680,89 μm). A análise por microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelou uma morfologia rugosa, com superfície compacta, reticulada e menos porosa, atribuída à presença do biopolímero, que promove maior adesão entre os componentes da matriz. As bandas de absorção no espectros FT-IR entre 1606 - 1597 cm-1 e 1724 cm-1 confirmaram a presença a reticulação do alginato e da mucilagem, respectivamente. A incorporação da mucilagem vegetal também resultou em estruturas com maior estabilidade e resistência térmica (>250°C), confirmadas por termogravimetria (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Além disso, as microcápsulas desenvolvidas apresentaram alta eficiência de encapsulamento bacteriano, superior a 92%, atingindo 98% na formulação com 1% de mucilagem, com distribuição uniforme observada por microscopia confocal de fluorescência. Durante o armazenamento refrigerado (4 ± 2 °C por 120 dias), observou-se manutenção da estabilidade física e viabilidade probiótica, evidenciando o potencial de conservação a longo prazo. Além disso, os probióticos microencapsulados demonstraram maior sobrevida (8,56 ± 0,1 log UFC/g de L. rhamnosus/ 8,76 ± 0,03 log UFC/g de B. adolescentis) frente às condições simuladas de digestão gastrointestinal in vitro, em comparação ao probiótico livre (5,69 ± 0,00 log UFC/g de L. rhamnosus / 4,00 ± 0,00 log UFC/g de B. adolescentis), mantendo uma viabilidade acima de 108 UFC/g. Portanto, os achados deste estudo reforçam o grande potencial da mucilagem de Cordia africana como matriz para a produção de microcápsulas simbióticas, uma abordagem inovadora e sustentável que atende às crescentes demandas do mercado por novos alimentos funcionais e produtos nutracêuticos de alta eficácia.